Les alimentations à découpage utilisent ce qu’on appelle un «convertisseur indirect» pour fournir une conversion de tension et une isolation galvanique. Un composant essentiel de ce convertisseur est un transformateur haute fréquence.
Les transformateurs pratiques ont une capacité parasite entre les enroulements primaire et secondaire. Cette capacité interagit avec l'opération de commutation du convertisseur. S'il n'y a pas d'autre connexion entre l'entrée et la sortie, il en résultera une tension haute fréquence entre la sortie et l'entrée.
C'est vraiment mauvais du point de vue de la CEM. Les câbles du bloc d'alimentation servent maintenant essentiellement d'antenne transmettant la haute fréquence générée par le processus de commutation.
Pour supprimer le mode haute fréquence commun, il est nécessaire de placer des condensateurs entre le côté entrée et le côté sortie de l’alimentation avec une capacité sensiblement supérieure à celle du transformateur de retour. Cela évite efficacement les hautes fréquences et les empêche de s'échapper de l'appareil.
Lors de la conception d'un PSU de classe 2 (non mis à la terre), nous n'avons pas d'autre choix que de connecter ces condensateurs à l'entrée "live" et / ou "neutre". Comme la plupart des gens dans le monde n’imposent pas la polarité aux prises non mises à la terre, nous devons supposer que les bornes "actives" et "neutres" ou les deux peuvent être à une tension anormale par rapport à la terre et que nous aboutissons généralement à une conception symétrique. une "moins mauvaise option". C'est pourquoi, si vous mesurez la sortie d'un PSU de classe 2 par rapport à la terre du secteur avec un mesureur d'impédance élevée, vous verrez généralement environ la moitié de la tension du secteur.
Cela signifie que sur un PSU de classe 2, nous avons un compromis difficile entre sécurité et CEM. Augmenter la taille des condensateurs améliore la CEM, mais génère également un "courant de contact" plus élevé (le courant qui circule dans une personne ou quelque chose qui touche la sortie du bloc d'alimentation et la terre du secteur). Ce compromis devient plus problématique à mesure que l'alimentation augmente (et donc la capacité parasite dans le transformateur devient plus grande).
Sur un PSU de classe 1 (mis à la terre), vous pouvez utiliser la terre du secteur comme barrière entre l’entrée et la sortie, en connectant la sortie à la terre du secteur (comme cela est courant dans les PSU pour PC de bureau) ou en utilisant deux condensateurs, un de la sortie au secteur. la terre et une du secteur à l’entrée (c’est ce que font la plupart des briques d’alimentation pour ordinateur portable). Cela évite le problème du courant de contact tout en fournissant un chemin à haute fréquence pour contrôler la CEM.
Une défaillance de court-circuit de ces condensateurs serait très grave. Dans une alimentation de classe 1, une défaillance du condensateur entre le secteur et la terre entraînerait un court-circuit avec la terre (équivalent à une défaillance de l'isolation "de base"). C'est mauvais, mais si le système de mise à la terre est fonctionnel, il ne devrait pas être un risque direct majeur pour les utilisateurs. Dans une alimentation de classe 2, une défaillance du condensateur est bien pire, cela signifierait un risque de sécurité direct et sérieux pour l'utilisateur (équivalent à une défaillance ou à une isolation "double" ou "renforcée"). Pour éviter tout risque pour l'utilisateur, les condensateurs doivent être conçus de manière à éviter tout risque de court-circuit.
Donc, des condensateurs spéciaux sont utilisés à cette fin. Ces condensateurs sont appelés "condensateurs Y" (les condensateurs X sont utilisés entre le secteur et le neutre du secteur). Il existe deux sous-types principaux de "condensateur Y", "Y1" et "Y2" (Y1 étant le type le plus puissant). En général, les condensateurs Y1 sont utilisés dans les équipements de classe 2, tandis que les condensateurs Y2 sont utilisés dans les équipements de classe 1.
Alors, ce condensateur entre les côtés primaire et secondaire de la SMPS signifie-t-il que la sortie n'est pas isolée? J'ai vu des fournitures de laboratoire pouvant être connectées en série pour doubler la tension. Comment font-ils cela si ce n'est pas isolé?
Certaines alimentations ont leurs sorties connectées à la terre. Évidemment, vous ne pouvez pas prendre une paire d’alimentations ayant le même terminal de sortie connecté à la terre et les mettre en série.
D'autres alimentations ont uniquement un couplage actif de la sortie à l'entrée ou à la terre du secteur. Ceux-ci peuvent être connectés en série puisque les condensateurs bloquent le courant continu.